抑制产油井中结垢的方法技术

一种在地下岩层中抑制结垢的方法，其包括：（ａ）把包括悬浮在水介质中的控释结垢抑制剂颗粒的悬浮液通过注入井注入到地层中，其中所述颗粒的平均直径低于１０微米，优选低于５微米，更优选低于１微米；（ｂ）使得悬浮液通过地下岩层渗透向开采井；和（ｃ）在靠近开采井钻井的区域中控制从颗粒中释放结垢抑制剂。适当的是控制释放的结垢抑制剂颗粒包括通过交联键与多元醇交联的可酯化的结垢抑制剂。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及结垢抑制剂和其用途。在开采井中使用结垢抑制剂来阻止地层中和/或井下与地面流水作业生产线中的结垢。垢是微溶无机盐，如硫酸钡或锶，碳酸钙，硫酸钙或氟化钙。在从这些地下岩层生产烃的过程中，地表和生产设备上的结垢是很重要的生产问题。垢的聚集会降低地层的渗透性，降低井产能并缩短生产设备的使用期限。为了清洗工业化油井和设备，必须停止生产，即采用压井方式，这不仅耗时，而且费用高。通过把抑制剂导入到地层中可以减少结垢。US5,089,150涉及一种通过将抑制剂与多元醇交联来延长结垢抑制剂寿命的方法。所述结垢抑制剂包括羧化的聚合物，含磷物质如有机磷酸盐、有机膦酸盐和聚膦酸盐。所述羧化的聚合物或者全部或者部分，包含分子量为200-20,000的α，β-烯属不饱和羧酸。含有机磷的抑制剂包括乙氧基化的磷酸烷基酯；乙二胺四甲撑膦酸；氨基三甲撑膦酸；六甲撑二胺四甲撑膦酸；二乙三胺五甲撑膦酸；羟亚乙基二磷酸和聚乙烯基膦酸。分子量为约1,000-约5,000的聚丙烯酸和膦基聚丙烯酸是优选的结垢抑制剂。可以利用的多元醇是具有两个或多个羟基官能团的那些多元醇。示范性的多元醇包括乙二醇，甘油，和聚乙烯醇。交联通过抑制剂中的羧酸与多元醇中的羟基发生酯化而进行，结果是导致分子量大大增加。在含有机磷抑制剂的情况下，交联通过抑制剂中的磷或磷酸与多元醇中的羟基发生酯化而进行。交联后抑制剂分子量的增加增强了其在地下岩层中的保留能力。当得到希望的分子量或粘度时，用碱对交联的聚合物进行部分中和并通过油井导入到地层中。酯化的交联抑制剂通过酯的水解释放抑制剂，其释放取决于交联的程度、位阻和温度。交联的抑制剂据说很粘但是还未胶凝。SPE 64988(为2001年2月13-16日在德克萨斯休斯敦举办的2001年SPE油田化学国际讨论会准备的)描述了通过在剪切流动下进行聚合物交联形成的稳定的大小受控的微凝胶。据说，这些微凝胶预计可长距离控制油井中水的流度以改进驱油效率并选择性地降低透水性以控制出水量。但是，并没有暗示在剪切流动下可以形成大小受控的交联的结垢抑制剂微凝胶。现在发现，在高剪切条件下或通过粉碎干燥的含有交联结垢抑制剂的大粒凝胶可以形成平均粒径低于10微米，优选低于5微米，更优选低于1微米的大小受控的交联结垢抑制剂微粒。也已经发现，这种大小受控的颗粒可以通过注入井被注入到地层中，并可以通过地层扩散到靠近开采井的油井区域，其中结垢抑制剂通过酯交联键的水解被释放出来，由此抑制地层中和/或井下与地面流水作业生产线中的结垢。因此，在本专利技术的第一实施方案中，提供与多元醇通过酯交联键交联的酯化的结垢抑制剂颗粒，其中所述颗粒的平均直径低于10微米。优选，颗粒的平均直径低于5微米，更优选低于1微米。所述结垢抑制剂是含羧酸的、含有机磷的或含有机硫的结垢抑制剂。含羧酸结垢抑制剂是全部或部分以α，β-烯属不饱和羧酸为基础的聚合物。因此，适当的含羧酸结垢抑制剂包括所有含以下所述作为其一个组成部分的均聚物或共聚物(由两个或多个共单体组成)即，α，β-烯属不饱和羧酸如丙烯酸，甲基丙烯酸，马来酸，马来酸酐，衣康酸，富马酸，mesoconic酸和柠康酸，以及二羧酸与具有1-8个碳原子的烷醇的单酯。当结垢抑制剂是共聚物时，另一种组分单体可以是含非极性基团的α，β-烯属不饱和单体如苯乙烯或烯烃单体；含极性官能团的α，β-烯属不饱和单体如乙酸乙烯酯，氯乙烯，乙烯醇，丙烯酸酯，丙烯酰胺或丙烯酰胺衍生物；以及含离子官能团的α，β-烯属不饱和单体，包括甲基丙烯酸，马来酸，苯乙烯磺酸，2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷-磺酸(AMPS)，乙烯基磺酸，和乙烯基磷酸。适当的含羧酸结垢抑制剂包括以Belsperse 161TM或Bellasol S-29TM销售的膦基聚丙烯酸聚合物或者丙烯酸的膦-共聚物以及以Bellasol S-50TM销售的AMPS。适当的含有机磷的抑制剂包括有机磷酸酯，有机膦酸盐和聚膦酸盐。优选的含有机磷的抑制剂包括乙氧基化的磷酸烷基酯；乙二胺四甲撑膦酸；氨基三甲撑膦酸；六甲撑二胺四甲撑膦酸；二乙三胺五甲撑膦酸；羟亚乙基二磷酸和聚乙烯基膦酸。优选的有机磷化合物参见美国专利3,336,221和3,467,192。这些专利均在此引入作为参考。适当的含有机硫的抑制剂包括乙烯基磺酸均聚物，苯乙烯磺酸均聚物，乙烯基磺酸和苯乙烯磺酸的共聚物，乙烯基磺酸和AMPS的共聚物，苯乙烯磺酸和AMPS的共聚物以及乙烯基磺酸、苯乙烯磺酸和AMPS的共聚物。任选，含有机硫的共聚物可以包括含非极性基团的α，β-烯属不饱和共聚单体，如上对于含羧酸聚合物结垢抑制剂所述的那些。优选，本专利技术中使用的聚合物结垢抑制剂的分子量范围为约200-约20,000，更优选约800-约10,000，最优选约1,000-约5,000。当结垢抑制剂是包括来自于α，β-烯属不饱和羧酸，和/或α，β-烯属不饱和膦酸，和/或α，β-烯属不饱和磺酸的单元的共聚物时，共聚物中这种单元的摩尔％优选在1-99mole％范围内，最优选10-90％。适当的多元醇包括所有含两个或多个羟基的化合物。这些包括乙二醇，甘油以及它们的高级同系物；二羟基-封端的聚氧化乙烯或聚氧化丙烯；不同水解度和分子量的聚乙烯醇；改性聚乙烯醇或乙烯醇的共聚物。多元醇的分子量范围为约62-几百万；优选范围为500-130,000，更优选5,000-50,000，最优选10,000-20,000。通过在强酸催化剂的存在下，加热反应物在水中的浓缩物，结垢抑制剂与多元醇通过结垢抑制剂中的羧酸和/或膦酸和/或磺酸与多元醇中的羟基发生酯化而交联。优选，所述强酸催化剂选自盐酸、硫酸和三氟甲烷磺酸。适当的是，所述浓缩物可以通过将可酯化的结垢抑制剂的水溶液和多元醇的水溶液导入到反应器中而生成。反应器可以包含强酸催化剂的水溶液。或者，被导入反应器的水溶液中至少有一种可以包含强酸催化剂。适当的是，可酯化的结垢抑制剂水溶液和多元醇水溶液以体积比10∶90-90∶10，优选30∶70-70∶30，最优选45∶55-55∶45，例如50∶50被导入到反应器中。适当的是，浓缩物中可酯化的结垢抑制剂的浓度为10-75重量％，优选，20-60重量％。适当的是，浓缩物中多元醇的浓度为1-50重量％，优选2.5-35％重量％，更优选10-25重量％。适当的是，浓缩物被加热到50-150℃的温度下。所属
的专业人员将理解，酯化反应的持续时间将取决于可酯化的结垢抑制剂的性质。通常，酯化反应持续约6-60小时，例如，12-48小时或12-24小时。通常，浓缩物中酸的浓度至少为0.5M，优选至少1M，更优选至少2M，例如，至少2.25M。优选，当已经达到希望的酯化度时，通过用碱将产物部分中和来结束酯化反应。适当的是，反应器容器可以在高剪切条件下操作，在这样的情况下，酯化反应的产物是通过酯交联键与多元醇交联的可酯化结垢抑制剂的微凝胶，其中凝胶微粒的平均粒径低于10微米，优选低于5微米，更优选低于1微米。因此，根据本专利技术的第二实施方案，提供一种制备通过酯交联键与多元醇交联的可酯化结垢抑制剂的微凝胶的方法，其包括在反应器容器中，在高剪切条件下加热包括水、可酯化的结垢抑制剂、多元醇和强酸催化剂的浓缩物，由本文档来自技高网...

【技术保护点】
与多元醇通过酯交联键交联的可酯化的结垢抑制剂颗粒，其中所述颗粒的平均直径低于１０微米。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：IR柯林斯，SN邓肯姆，
申请(专利权)人：英国石油勘探运作有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]